(57)【要約】【課題】Ｘ線を発散するように出射するＸ線源を用いた場合においても、高精度かつ高コントラストの撮影画像を得ることが可能なＸ線撮影装置を提供する。【解決手段】Ｘ線撮影装置は、Ｘ線源と、第１周期の縞状の強度分布を生むタルボ効果を発現させる第１回折格子と、遮蔽部と透過部とが所定方向に第２周期で繰り返して縞状に配置され、かつ第１回折格子によって回折されたＸ線を更に回折する第２回折格子と、Ｘ線の強度の２次元分布を示す画像情報を得るＸ線検出手段とを備え、第２周期が、第１周期の約２倍であり、第２回折格子のうち、第１回折格子で回折されたＸ線が照射される面において、遮蔽部が占める面積の比率が１３％以上でかつ４１％以下であり、第２回折格子が、画像情報に係る画像にモアレ縞を発生させる。【選択図】図１
2010190777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を出射するＸ線源と、
前記Ｘ線源から出射されたＸ線において、第１周期の縞状の強度分布を生むタルボ効果を発現させる第１回折格子と、
Ｘ線を遮蔽する遮蔽部とＸ線を透過する透過部とが所定方向に第２周期で繰り返して縞状に配置され、かつ前記第１回折格子によって回折されたＸ線を更に回折する第２回折格子と、
前記第２回折格子と近接して配置され、前記第２回折格子によって回折されたＸ線の強度の２次元分布を示す画像情報を得るＸ線検出手段と、
を備え、
前記第２周期が、前記第１周期の約２倍であり、
前記第２回折格子のうち、前記Ｘ線源から出射され、かつ前記第１回折格子で回折されたＸ線が照射される面において、前記遮蔽部が占める面積の比率が１３％以上でかつ４１％以下であり、
前記第２回折格子が、前記画像情報に係る画像に、発生させることを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線撮影装置であって、
前記比率が、１４％以上でかつ４０％以下であることを特徴とするＸ線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線を発散するように出射するＸ線源を用いたＸ線撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線は、高い透過力を持ち、物体内部を非破壊的に透視するために、医療分野、非破壊検査など、様々な分野で利用されている。そして、Ｘ線の透過によって得られる画像（Ｘ線透視画像）におけるコントラスト（濃淡）は、物体のＸ線を吸収する度合いの違いによって現れる。このため、例えば、生体の軟部組織のように軽元素で構成される低密度の物体については十分なコントラストを得ることができない。
【０００３】
そこで、近年、Ｘ線の波としての性質を利用して、被写体を透過するＸ線の位相を検出することで、コントラストおよび解像度が高いＸ線透視画像を得ようとする試みがなされている。そのような試みの１つに、Ｘ線のタルボ干渉を利用した撮影方法がある（たとえば、非特許文献１など）。
【０００４】
タルボ干渉とは、以下のような現象である。光源と被写体との間、もしくは光源から見て被写体の後方に、光源から出射された光の波長よりも充分大きな周期を有する第１回折格子を置くと、この第１回折格子から所定距離（タルボ距離）離れた位置において、被写体を透過する光の位相情報を反映した縞模様の像を検出することができる。この光の位相情報は、被写体の屈折率と被写体を光が透過する光路の距離（透過光路長）とで決まる。そして、この縞模様から被写体を透過する光の位相情報を得ることで、被写体の内部情報を得ることが可能となる。
【０００５】
ところで、タルボ干渉で得られる縞模様（以下「タルボ像」と称す）はタルボ干渉用の回折格子のピッチと略同一であるために、タルボ像を正確に撮像するためには非常に高い空間分解能を有するＸ線画像検出器を準備する必要がある。特に、蛍光体（Ｘ線用シンチレーター）を介してＸ線を可視光に変換した後に、ＣＣＤ等の電子撮像素子で撮影する方式が考えられるが、タルボ像を正確に撮像することが可能となるまで電子撮像素子の画素を細かくすることは、現時点ではコスト面や製造歩留まりなどの観点より実用的ではない。
【０００６】
これらの問題を解決するために、いわゆるモアレ縞を利用する方法が一般には行われている。具体的には、タルボ像が得られる場所に、このタルボ像とほぼ同じ周期で吸収部材（もしくは反射部材）と透過部材とが繰り返して並べられた回折格子（以下「第２回折格子」と称す）をタルボ像に対して若干傾けて配置することでモアレ縞を生じさせることができる。そして、このモアレ縞の間隔はタルボ像の周期よりもはるかに大きい。このため、一般的なＸ線画像検出器を用いてもモアレ縞を正確に撮像することが可能となる（たとえば、非特許文献２など）。
【０００７】
この方法においては、一般に第１回折格子と第２回折格子とにおいて同一の周期のパターンを使用する（たとえば、特許文献１など）。
【０００８】
ここで、コントラストの高い画像を得るためには、第２回折格子が極力Ｘ線を遮蔽するほうが望ましい。このため、第２回折格子の遮蔽部分に遮蔽効果の高い金属材料を用いた場合でも、第２回折格子の厚みを大きくする必要がある。そして、使用するＸ線が完全な平行光である場合は、第２回折格子の厚みが大きい場合であっても問題が無いが、使用するＸ線が発散光の場合には、第２回折格子の厚みによっていわゆるケラレが生じて透過率が極端に悪くなる。特に、レントゲン撮影装置に使用されるようなコンパクトなＸ線源を用いた場合は、発散したＸ線しか得られないため、第２回折格子での透過率の向上が求められる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Phase Tomography by X-ray Talbot Interferometry for Biological Imaging', Atsusi Momose at al.  Japanese Journal of Applied Physics, Vol.45,No.6A,2006
【非特許文献２】「Ｘ線位相イメージングの最近の展開」、百生敦、Medical Imaging Technology,Vol.24,No.5,November 2006
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−３５９２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、非特許文献１では発散するＸ線を使用する場合の問題点については述べられているが、例えば、入射角度が増大した場合にＸ線の透過率が減少してしまうという問題に対する具体的な対策案については全く述べられていない。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、Ｘ線を発散するように出射するＸ線源を用いた場合においても、高精度かつ高コントラストの撮影画像を得ることが可能なＸ線撮影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、Ｘ線を出射するＸ線源と、前記Ｘ線源から出射されたＸ線において、第１周期の縞状の強度分布を生むタルボ効果を発現させる第１回折格子と、Ｘ線を遮蔽する遮蔽部とＸ線を透過する透過部とが所定方向に第２周期で繰り返して縞状に配置され、かつ前記第１回折格子によって回折されたＸ線を更に回折する第２回折格子と、前記第２回折格子と近接して配置され、前記第２回折格子によって回折されたＸ線の強度の２次元分布を示す画像情報を得るＸ線検出手段と、を備え、前記第２周期が、前記第１周期の約２倍であり、前記第２回折格子のうち、前記Ｘ線源から出射され、かつ前記第１回折格子で回折されたＸ線が照射される面において、前記遮蔽部が占める面積の比率が１３％以上でかつ４１％以下であり、前記第２回折格子が、前記画像情報に係る画像に、モアレ縞を発生させることを特徴とするＸ線撮影装置である。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＸ線撮影装置であって、前記比率が、１４％以上でかつ４０％以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、第２回折格子の周期が第１回折格子の周期の２倍であり、さらに第２回折格子のＸ線が照射される面において遮蔽部が占める面積の比率が１３％以上でかつ４１％以下であるため、Ｘ線を発散するように出射するＸ線源を用いた場合においても、高精度かつ高コントラストの画像を得ることが可能となる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、第２回折格子の周期が第１回折格子の周期の２倍であり、さらに第２回折格子のＸ線が照射される面において遮蔽部が占める面積の比率が１４％以上でかつ４０％以下であるため、Ｘ線を発散するように出射するＸ線源を用いた場合においても、より高精度かつコントラストの高い画像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】タルボ干渉を利用した本発明の一実施形態に係るＸ線撮影装置５０Ａの構成を示す模式図である。
【図２】第２回折格子７Ａと第１回折格子６との相対的な角度関係を示す模式図である。
【図３】Ｘ線源１からＸ線検出器８までの構成を上方（＋Ｚ方向）から見た模式図である。
【図４】第１回折格子６および第２回折格子７Ａの形態の一例を示す図である。
【図５】Ｘ線が第２回折格子を透過する様子を示す概略図である。
【図６】Ｘ線透過層を有しない第２回折格子７Ｂの形態を示す図である。
【図７】タルボロー干渉を利用したＸ線撮影装置５０Ｂの概略構成を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は、タルボ干渉を利用した本発明の一実施形態係るＸ線撮影装置５０Ａの構成を示す模式図である。
【００２０】
図１に示すように、Ｘ線撮影装置５０Ａは、Ｘ線源１、Ｘ線源制御部２、第１回折格子６、第２回折格子７Ａ、Ｘ線検出器８、装置全体を制御する制御部９、記憶部１２、操作部１３、および表示部１４を備える。なお、ここでは、第２回折格子７Ａの近傍に被写体４が設けられる。
【００２１】
Ｘ線源１は、Ｘ線を発散するようにＸ線検出器８に向けて出射する。
【００２２】
Ｘ線源制御部２は、後述する制御部９からの信号に応じてＸ線源１によるＸ線の出射を制御する。図１では、Ｘ線源１から出射されるＸ線が通過する空間領域（Ｘ線通過領域）の外縁が矢印１６で示されている。
【００２３】
そして、Ｘ線源１から出射されたＸ線は、第１回折格子６に向けて放射される。
【００２４】
第１回折格子６は、Ｘ線源１から出射されたＸ線を回折する。第１回折格子６は、所定の周期で縞状に配置された複数の層を有し、第１回折格子６に照射されるＸ線の強度分布において、縞状の強度分布、すなわちタルボ効果による干渉縞を生じさせる。
【００２５】
第２回折格子７Ａは、第１回折格子６によって生じるタルボ効果に係る干渉縞が発生する面に沿って配置され、第１回折格子６によって回折されたＸ線をさらに回折する。第２回折格子７Ａは、第１回折格子６と同様に所定の周期で縞状に配置された複数の層を有し、Ｘ線検出器８によって得られる画像情報（Ｘ線の強度の２次元分布を示す画像情報）に係る画像にモアレ縞を発生させる。
【００２６】
上述の通り、タルボ像の周期よりもはるかに大きい周期を有するモアレ縞を発生させるために、タルボ像が得られる場所に、第２回折格子７Ａが、配置される。具体的には、第２回折格子７Ａが、第１回折格子６と平行状態を維持したまま相対的な角度関係が変更され、第１回折格子６によって生じるタルボ像が発生する面に沿って配置される。図２は、第２回折格子７Ａと第１回折格子６との相対的な角度関係を示す模式図である。ここで、第２回折格子７Ａが傾いている度合い（傾き度合い）は、第１回折格子６を基準とした回転角度θで表すことができ、回転角度θは０度よりも大きく、５度以下であることが好ましい。なお、回転角度θが５度を超えると、モアレ縞の明瞭性が劣化する傾向を呈する。
【００２７】
図３は、Ｘ線源１からＸ線検出器８までの構成を上方（＋Ｚ方向）から見た模式図である。図４は、第１回折格子６および第２回折格子７Ａの形態の一例を示す図である。図３以降の図では、方位関係を明確化するためにＸＹＺの直交する３軸が適宜付されている。
【００２８】
図４に示される第１回折格子６および第２回折格子７Ａは、Ｘ線の吸収率が高い素材（例えば、金、白金、鉛、ガリウム、チタン、タングステン等の重金属）によって構成されるＸ線を遮蔽する層（Ｘ線遮蔽層）２２Ａと、Ｘ線の吸収率が低い素材（例えば、シリコン、ガラス、樹脂等）によって構成されるＸ線を透過する層（Ｘ線透過層）２３とが交互に配置されてそれぞれ形成されている。
【００２９】
また、図３，４に示すように、第１回折格子６および第２回折格子７Ａのうち、Ｘ線源１の出射側に面する回折格子の−Ｙ側の端面から＋Ｙ側の端面までの距離をそれぞれ「厚み」と称する。ここでは、Ｘ線遮蔽層２２ＡとＸ線透過層２３とが繰り返して配置される周期、すなわち「周期」は、１層のＸ線遮蔽層２２Ａの厚みと１層のＸ線透過層２３の厚みとを加算した厚みとなっている。
【００３０】
そして、第２回折格子７Ａの厚みは、第１回折格子６の周期の５倍以上でありかつ１０倍以下の範囲で設定されている。この第２回折格子７Ａの厚みについては、第１回折格子６の周期の約５倍であることが特に好ましい。なお、第２回折格子７Ａの厚みが、第１回折格子６の周期の１０倍を超える場合には、第２回折格子７Ａの周期が細かいことに起因して、製造が困難となり、第２回折格子７Ａの厚みが、第１回折格子６の周期の５倍未満である場合には、得られる画像のコントラストが劣化する。
【００３１】
さらに、図３では、距離Ｒ１は、Ｘ線源１から第１回折格子６までの距離を表し、距離Ｒ２は、第１回折格子６から第２回折格子７Ａまでの距離を表す。
【００３２】
図１に戻って説明を続ける。
【００３３】
Ｘ線検出器８は、第２回折格子７Ａと近接して配置され、第２回折格子７Ａによって回折されたＸ線の強度の２次元分布を電気信号に変換する。具体的には、第２回折格子７Ａによって発生する縞状のＸ線の強度分布に対応するモアレ縞の画像がＸ線検出器８によって得られる。Ｘ線検出器８は、いわゆるＸ線シンチレータと撮像素子を用いて構成され、平面上にマトリックス状に並べられた複数の画素によって、２次元平面上におけるＸ線の強度をサンプリングする。そして、Ｘ線検出器８は、画素ごとにＸ線量に比例した電荷値を電気信号に変換し、順次走査によって電気信号を出力しつつ、該電気信号をアナログ信号からデジタル信号に変換（Ａ／Ｄ変換）して画像情報として記憶部１２に出力する。
【００３４】
図１に示すように、Ｘ線源１から出射されたＸ線の光路上に、位相差を与える物体（被写体４）が存在すると、被写体４が存在する場所に係るタルボ像がひずむ。このひずみを第２回折格子７Ａによって発生したモアレ縞の画像から検出することによって、被写体４の内部形態を検出することが可能となる。
【００３５】
制御部９は、例えばＣＰＵによって構成され、記憶部１２に記憶される制御プログラムを実行することで、Ｘ線撮影装置５０Ａ全体の動作を制御する。具体的には、制御部９は、Ｘ線撮影装置５０Ａ全体に各種指令を与え、さらに後述する表示部１４に表示の指示を出す。制御部９は、後述する検出器制御部１０の機能も実現する。
【００３６】
検出器制御部１０は、Ｘ線検出器８の動作を制御する。
【００３７】
記憶部１２は、例えば半導体メモリ、ハードディスク等の記憶装置によって構成され、制御部９で実行されるプログラム、該プログラムを実行する際に必要なデータ、およびＸ線検出器８によって得られた画像情報等を記憶する。
【００３８】
操作部１３は、キーボード、タッチパネルまたはマウス等を備えて構成され、ユーザの各種操作にしたがって各種指令信号を制御部９に送信する。
【００３９】
表示部１４は、例えば液晶表示ディスプレイ等を備えて構成され、制御部９で生成される動画像データ等を可視的に出力する。
【００４０】
Ｘ線撮影装置５０Ａがコントラストの高い画像を得るためには、第２回折格子７ＡはできるだけＸ線を遮蔽するほうが望ましい。このため、第２回折格子７ＡのＸ線遮蔽層２２ＡにＸ線の吸収率が高い金属材料を用いた場合であっても、第２回折格子７Ａの厚みを大きくする必要がある。そして、使用するＸ線が完全な平行光である場合は、第２回折格子７Ａの厚みが大きい場合であっても、透過率に影響が無いが、Ｘ線源１から出射されるＸ線が発散する場合には、第２回折格子７Ａの厚みによっていわゆるケラレが生じ、Ｘ線の透過率が極端に悪くなる。
【００４１】
図５は、Ｘ線が第２回折格子７Ａを透過する様子を示す概略図である。図５（ａ）では、Ｘ線が略平行に出射される場合について示した図であり、図５（ｂ）では、Ｘ線が発散するように出射される場合について示した図である。特に、レントゲン撮影装置に使用されるようなコンパクトなＸ線源を用いる場合には、Ｘ線は発散されつつ出射されるため、第２回折格子７Ａでの透過率の向上が求められる。
【００４２】
Ｘ線が発散されつつ出射される場合において、単純にＸ線遮蔽層２２Ａを薄くすると、第２回折格子７Ａを通過する光の量は多くなるが、モアレ縞の画像のコントラストが低下する。また、第１回折格子６と同じ周期の第２回折格子７Ａを用いた場合において、第２回折格子７Ａのうち、Ｘ線源１から出射され、かつ第１回折格子６で回折されたＸ線が照射される面において、Ｘ線遮蔽層２２Ａが占める面積の比率（以下、「遮蔽面積比率」と称する）を４０％とすると、遮蔽面積比率が５０％の場合と比べて、発散するＸ線の透過率は約１．３向上する。しかし、発散するＸ線については、Ｘ線が進行する領域の中心軸付近と、その周辺とでＸ線が進行する角度が異なる。
【００４３】
したがって、遮蔽面積比率が４０％である場合、Ｘ線の入射角度による影響が現れ、Ｘ線検出器８によって得られる画像情報に係る画像のモアレ縞の画像のコントラストは、出射されたＸ線が照射野外領域（放射線が被写体４の必要な部分にのみ照射されるように照射域を制限する照射野絞りの開口輪郭の外側領域）において、Ｘ線の中心軸を基準としたＸ線の入射角度が大きくなるほど低下する。例えば、Ｘ線が第２回折格子７Ａに入射する角度（入射角度）が４度である場合、モアレ縞の画像のコントラストは、入射角度が０度の場合と比較して約１２％低下する。
【００４４】
入射角度が４度の場合、第２回折格子７Ａの厚みを増加させることによって、Ｘ線遮蔽層２２ＡのＸ線の吸収率（遮蔽率）を上げることが考えられる。しかし、一般に第２回折格子７Ａは、得られる画像の解像力をできるだけ上げるために、製造可能な限界まで細かい周期で製造されている第１回折格子６の周期と同じ細かい周期のものが使用されている。したがって、周期が細かい第２回折格子７Ａの厚みを増加させることは製造上容易ではない。
【００４５】
ところで、第２回折格子７Ａの周期をタルボ像の周期の整数付近にすると、モアレ干渉が起こることが知られている。第２回折格子７Ａの周期を変更することによってモアレ縞の画像のコントラストを改善することも考えられるが、第２回折格子７Ａの周期をタルボ像の周期の約３倍にすると、入射角度が０度から５度の間で、所望のコントラストのモアレ縞が得られない。そこで、十分なコントラストのモアレ縞を得るためには、第２回折格子７Ａの周期は、タルボ像の周期の約２倍とすることが好ましい。具体的には、第２回折格子７Ａの周期は、タルボ像の周期の１．７倍以上２．３倍以下とすることがより好ましい。この範囲を超えるに従って、モアレ縞の間隔が狭くなり、一般的なＸ線撮像素子では解像できにくくなる傾向となる。
【００４６】
また、第２回折格子７Ａの遮蔽面積比率は、１３％以上かつ４１％以下、より好ましくは１４％以上かつ４０％以下に設定されることが望ましい。
【００４７】
（実施例）
本発明のＸ線撮影装置５０Ａについての実施例（実施例１〜５）と比較例（比較例１〜６）とについて、Ｘ線の透過率とモアレ縞の画像のコントラストを測定した。実施例では、第２回折格子７Ａの遮蔽面積比率を１３％以上かつ４１％以下の範囲に設定し、比較例では、第２回折格子７Ａの遮蔽面積比率を１３％未満、または４１％よりも上の範囲に設定した。
【００４８】
【表１】
2010190777.tif 000003
【００４９】
表１では、第２回折格子７Ａの周期とタルボ像の周期との比率（周期比、すなわち、第２回折格子７Ａの周期をタルボ像の周期で除した値）および第２回折格子７Ａの遮蔽面積比率を種々変化させた場合において、第２回折格子７Ａの透過率およびモアレ縞の画像のコントラストを測定して得られた結果が示されている。
【００５０】
なお、当該測定にあたっては、第１回折格子６については、周期を４μｍ、Ｘ線が照射される面のうちのＸ線遮蔽層２２Ａが占める面積の比率を５０％、厚みを４μｍとした。Ｘ線源１から出射されるＸ線は主として１０ｎｍ近辺の波長のものを用い、強度は約３０ｋｅＶとした。
【００５１】
また、第２回折格子７Ａについては、Ｘ線を十分に遮蔽するために、厚みを２０μｍにするとともに、第１回折格子６に対する第２回折格子７Ａの傾き角度を５度とした。
【００５２】
更に、距離Ｒ１は２ｍ、Ｒ２は１６００μｍ（最小のタルボ距離）とした。なお、距離Ｒ２としては、１６００μｍの整数倍（タルボ距離）であればよい。なお、第１および第２回折格子６，７ＡのＸ線遮蔽層２２Ａの材質をそれぞれ金とし、Ｘ線透過層２３の材質をそれぞれシリコンとした。
【００５３】
表１で示す「第２回折格子７Ａの透過率」は、比較例１の透過率、すなわち、第２回折格子７Ａの周期がタルボ像と周期と同じであり、かつ遮蔽面積比率が５０％であり、かつＸ線の入射角度が０度の場合に第２回折格子７Ａを透過するＸ線の線量を基準値である１としたときの値である。
【００５４】
モアレ縞の画像のコントラストも同様に、比較例１の画像のコントラスト、すなわち、第２回折格子７Ａの周期がタルボ像と周期と同じであり、遮蔽面積比率が５０％であり、かつＸ線の入射角度が０度の場合における画像のコントラストを基準値である１としたときの値である。
【００５５】
なお、Ｘ線の入射角度については、比較例１の条件において、第２回折格子７ＡへのＸ線の入射角度が５度となったところで透過率がゼロとなってしまうため、入射角度の測定範囲を０度、２度、４度の３段階とした。
【００５６】
表１で示されるように、例えば、実施例１において、第２回折格子７Ａの周期をタルボ像の周期で除した値（周期比）が２であり、かつ第２回折格子７Ａの遮蔽面積比率が２５％の場合、第２回折格子７Ａの透過率については、Ｘ線の入射角度が０度であれば１．００となり、Ｘ線の入射角度が２度であれば１．００となり、Ｘ線の入射角度が４度であれば０．９９となる。また、モアレ縞の画像のコントラストについては、Ｘ.線の入射角度が０度であれば０．５７４となり、Ｘ線の入射角度が２度であれば０．５７４となり、Ｘ線の入射角度が４度であれば０．５７０となる。
【００５７】
表１で示される測定結果より、実施例１に示すように、第２回折格子７Ａとタルボ像に係る周期比を２、第２回折格子７Ａの遮蔽面積比率を２５％にすると、Ｘ線の入射角度が増大してもモアレ縞の画像のコントラストが低下しにくい上に、透過率が比較例１と比較して改善された。特に、実施例２，３で示すように、第２回折格子７Ａの遮蔽面積比率が１４．０％以上かつ４０％以下のとき、Ｘ線の入射角度が４度であっても、Ｘ線の入射角度が０度である場合と比較して透過率の低下が１５％以下となり、モアレ縞の画像のコントラストの低下率についても、Ｘ線の入射角度が０度である場合と比較して５％以内となった。また、第２回折格子７ＡへのＸ線の入射角度が４度以内であればモアレ縞の画像のコントラストが０．５５以上となり、計算によるモアレ縞の解析が容易に可能な程度となる。
【００５８】
また、実施例４，５に示すように、第２回折格子７Ａの遮蔽面積比率が１３％、または４１％であれば、計算によるモアレ縞の解析が可能なモアレ縞の画像のコントラストである約０．３００が得られた。
【００５９】
さらに、第２回折格子７Ａとタルボ像の周期比を２とし、第２回折格子７Ａの遮蔽面積比率を１３．０％以上とすれば、Ｘ線遮蔽層２２Ａのピッチに対する厚みの比（厚み／Ｘ線遮蔽層２２Ａのピッチ）が大きくならず、第２回折格子７Ａの製造が困難となることがない。第２回折格子７Ａとタルボ像の周期比を２とし、第２回折格子７Ａの遮蔽面積比率を１３．０％とした場合の、Ｘ線遮蔽層２２Ａのピッチに対する厚みの比は、第２回折格子７Ａとタルボ像との周期が等しく、第２回折格子７Ａの遮蔽面積比率が４０．０％の場合の、Ｘ線遮蔽層２２Ａのピッチに対する厚みの比にほぼ相当する。
【００６０】
なお、表１には示されていないが、実施例１に関しては、第２回折格子７ＡへのＸ線の入射角度が１２度付近であっても、Ｘ線の透過率が０．８０以上（具体的には０．８４）であり、モアレ縞の画像のコントラストの低下率も入射角度が０度である場合と比較して５％以内であることが確認された。
【００６１】
比較例２では、第２回折格子７Ａの遮蔽面積比率が４０％である。なお、第２回折格子７Ａの周期が、タルボ像の周期と同じである場合、第２回折格子７Ａの周期は小さくなり、遮蔽面積比率を４０％未満にすることは製造上容易ではないため、比較例２では、遮蔽面積比率が４０％に設定されている。また、比較例２では、Ｘ線の入射角度が０度である場合のモアレ縞の画像のコントラストについては、実施例１，２と比較して高いが、Ｘ線の入射角度の増大に応じたモアレ縞の画像のコントラストの低下率が大きい。
【００６２】
さらに、比較例５，６に示すように、第２回折格子７Ａとタルボ像の周期比を２とし、第２回折格子７Ａの遮蔽面積比率が１３％未満、もしくは４１％よりも上とすると、モアレ縞の画像のコントラストが０．３００未満となり、計算によるモアレ縞の解析がノイズなどにより困難となる。更に、比較例５よりも遮蔽面積比率を低めた比較例４、および比較例６よりも遮蔽面積比率を高めた比較例３ではモアレ縞の画像のコントラストが非常に悪いため、モアレ縞が目視では観察不可能となる。
【００６３】
なお、第２回折格子７Ａとタルボ像の周期比を３にした場合においては、入射角度が０度から５度の間でモアレ縞の画像のコントラストが、０．５０以下になり、十分なコントラストが得られない。
【００６４】
以上のように、第２回折格子７Ａの周期は、タルボ像の周期の約２倍とし、第２回折格子７Ａの遮蔽面積比率は、１３％以上かつ４１％以下、より好ましくは１４％以上かつ４０％以下に設定することで、モアレ縞の画像のコントラストの低下を抑制しつつ、Ｘ線遮蔽層２２ＡにおけるＸ線の透過率を上昇させることが可能となる。すなわち、第２回折格子７Ａについては、厚みを大きく変更することなく、周期を大きくすることよって、斜めから入射されるＸ線に対しても透過し易い構成とすることが可能である。このため、Ｘ線を発散光として出射するＸ線源１を用いた場合においても、高精度かつ高コントラストの撮影画像を得ることが可能となる。
【００６５】
＜変形例＞
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。
【００６６】
◎例えば、上記実施形態では、第２回折格子７Ａは、Ｘ線遮蔽層２２ＡとＸ線透過層２３とが交互に配置されて形成されていたが、Ｘ線透過層２３を設けずに、比較的剛性の高い材料からなるＸ線遮蔽層のみで構成してもよい。図６は、Ｘ線透過層を有しない第２回折格子７Ｂの形態を示す図である。第２回折格子７Ｂでは、例えばシリコン等によって構成される基板２４の上にＸ線遮蔽層２２Ｂが形成されている。具体的には、基板２４の−Ｙ側の端面上に、Ｘ線遮蔽層２２Ｂの厚みが該−Ｙ側の端面の法線方向と平行になるようにＸ線遮蔽層２２Ｂが密着して形成されている。
【００６７】
◎また、上記実施形態では、タルボ干渉を利用したＸ線撮影装置５０Ａであり、Ｘ線源１から出射されたＸ線を直接第１回折格子６によって回折することでタルボ像を発生させていたが、これに限られない。例えば、Ｘ線源１の近傍にＸ線源用回折格子を配置し、Ｘ線源１からＸ線源用回折格子を介してＸ線を出射させる構成であるタルボロー干渉を利用したＸ線撮影装置でもよい。
【００６８】
例えば、図７は、タルボロー干渉を利用したＸ線撮影装置５０Ｂの概略構成を例示する図である。本変形例の機能構成は、前述の一実施形態と類似しているため、同様の構成については同じ符号を付している。
【００６９】
Ｘ線源用回折格子１５は、Ｘ線源１のＸ線が出射される側の近傍に設けられ、マルチスリットの回折格子が配置されて構成される。このＸ線源用回折格子１５によって、Ｘ線源１は、点状のＸ線源がマトリックス状に配置された状態となる。Ｘ線源用回折格子１５のスリットは、各スリットから放射されるＸ線によって得られる撮影画像が重なりあうことによって、コントラストが強められるように設定される。
【符号の説明】
【００７０】
１  Ｘ線源
２  Ｘ線源制御部
６  第１回折格子
７Ａ，７Ｂ  第２回折格子
８  Ｘ線検出器
９  制御部
１２  記憶部
１３  操作部
１４  表示部
１５  Ｘ線源用回折格子
５０Ａ，５０Ｂ  Ｘ線撮影装置
【図１】
2010190777.tif 000004
【図２】
2010190777.tif 000005
【図３】
2010190777.tif 000006
【図４】
2010190777.tif 000007
【図５】
2010190777.tif 000008
【図６】
2010190777.tif 000009
【図７】
2010190777.tif 000010